城市地下管線探測與數據庫管理系統的建立

楊建強

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

城市地下管線探測與數據庫管理系統的建立

楊建強

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

隨著城市的快速發展，其地下管線網急劇增大，管線老化、管理困難等問題日益突出，因此，采用新的技術手段管理城市地下管網有利于實現城市建設信息化和可持續發展。結合某地下空間數據探測項目，詳細討論地下管線探測的技術要求與數據采集流程，并闡述管線數據庫管理系統的建立方法，可為城市管線資料的數字化管理提供有效途徑。

地下管線；數據庫；空間數據

0　引言

隨著經濟社會的發展及城市的擴建，城市地下管線的密集度和范圍也隨之急劇增大，日常管理日趨困難。存在的主要問題有：

（2）管線形式復雜，各個權屬單位綜合管理困難，甚至會在管線的日常維護和鋪設時出現事故。

（3）原有的地下管線管理方法信息現勢性不強，嚴重制約了城市經濟發展。

因此，為適應城市建設的發展，采用新的技術手段管理城市地下管網有利于實現城市建設信息化和可持續發展。本文以上海市某區地下空間數據探測項目為例，詳細論述城市地下管線探測的技術流程，并給出數據質量檢查與入庫成圖的主要方法。

1　野外數據采集

1.1技術指標

地下管線普查是一項技術性強、牽涉面廣、工作量大的系統性工作。《地下管線測繪規范》（DG/T J08-85—2010）對各工序的技術精度指標有明確規定，表1給出了地下管線探查測量定位精度的要求。

1.2控制測量

建立全校的安全管理體系。明確網絡安全責任制，由校領導牽頭做到分級管理、自主保護、責任明確。各學院建立網絡安全員機制，做到出現問題與信息中心及時溝通，提高工作效率。信息中心形成網絡通報制度，定期對學校各系統安全掃描，對有安全的高危漏洞進行通報，并提出整改方案。對事發的安全事故要及時做出通報，并協助處理安全問題。落實網絡安全考核制度，對各部門的網絡管理員建立評分與問責制度，明確各部門的網絡安全的負責人，將責任落實到人。

1.2.1平面控制

?面控制利用上海虛擬基準站VRS（Virtual

tations）技術布設。為提高成果質量，GNSS-VRS測量在具體作業時嚴格遵守以下規則：

表1　地下管線探查測量定位精度要求

（1）選用精度較好、穩定性較高、初始化能力強的Leica RX1250系列機型執行。

（2）選擇良好時段進行GNSS-VRS測量。

（3）對同一個控制點按多個不同時段觀測解算。

1.2.2高程控制

本工程高程控制測量采用GNSS-VRS結合動態GNSS-RTK的方式傳遞高程。考慮管線工程范圍很大而每個項目牽涉的工程范圍卻很小的特點，采用GNSS-VRS的方式傳遞高程速度快，操作方便。但是GNSS-VRS信號以及GNSS衛星信號的強弱有局限性，所以配合動態的GNSS-RTK將GNSS-VRS無信號的范圍使用GNSS-RTK進行覆蓋，做到工程全范圍內均可進行控制點的施測。

1.3作業流程

地下管線探測的作業流程為：資料搜集、實地踏勘、儀器檢驗、管線探查、管線測量，最后完成數據庫建立、管線圖編繪等任務。下面主要闡述管線的探查和測量。

1.3.1管線探查

地下管線探查應在充分搜集分析已有資料的基礎上，采取實地調查與儀器探測相結合的方法進行。對于明顯管線點，實地調查其相關屬性，利用鋼尺及角尺直接量測埋深、管徑等。對于隱蔽管線點應用性能穩定的管線探測儀探查管線的地面投影位置和埋深。

1.3.2管線測量

管線測量任務主要包括圖根控制測量、管線點數據采集以及原有地形圖的修測。在圖根控制點平面位置與高程測量過程中，利用上海虛擬基準站VRS技術。衛星信號較差的位置，采用全站儀加密圖根控制點。管線的測量在衛星信號較好的地點，直接利用VRS采集管線點的平面坐標與高程數據；在信號較差的位置，運用全站儀極坐標法采集平面坐標，三角高程法獲取高程數據。地形圖修測主要是對地下管線周邊的地物進行重新測量與調繪，需使其數據滿足1︰500地形圖成圖要求。

1.4質量控制

采取兩級檢查一級驗收的方式進行。關鍵成果質量可通過以下幾方面精度指標作衡量。

明顯管線點埋深重復探查中誤差為

式中：Δdi為重復探查點埋深較差；n為參與計算的重復探查點數。

隱蔽管線點重復探查的平面位置中誤差ms與埋深中誤差mh的計算公式為

式中：Δsi、Δhi為重復探查點平面位置與埋深較差。

平面點位中誤差mcs和高程中誤差mch的計算公式分別為

式中：Δxi、Δyi分別為重復觀測點的x、y坐標較差；Δhi為重復觀測點高程較差。

2　地下管線數據建庫

2.1地下管線數據格式

地下管線數據主要包含空間數據和屬性數據，空間數據用于表達管網的空間分布、管線與周邊地物間的空間關系；屬性數據用來描述各類管線及其附屬物的特征信息。各類管線數據庫主要由管線點、管線及管線附屬面數據表組成。表2以給水管線為例給出管線數據表編碼。

表2　各類地下管線數據表名稱

數據表用于描述識別管線及其特征點的地理位置與相關屬性，以線表為例，其數據表結構見表3。

表3　地下管線表基本結構

2.2采集數據的自動入庫

針對上述地下管線的數據格式，項目組編制了一套CAD數據格式與Access庫聯動的數據自動錄入插件，效果如圖1和圖2所示.

2.3管線數據庫管理系統

Access庫文件建立完成后，通過格式轉換軟件將數據庫文件導入數據庫管理系統（見圖3），數據轉換完成后，將圖形數據導入數據庫管理系統，可進行搜索、查詢、分析等功能，效果圖如圖4所示。

圖1　CAD中管線屬性的錄入

圖2　Access庫文件

圖3　Access庫數據格式轉換

圖4　數據庫管理系統

3　結語

建立科學完善的城市地下管線數據管理體系對城市地下管線的安全運行具有重要意義，本文結合上海某區地下空間數據探測項目，詳細探討了地下管線探測的技術要求與作業流程，并對測量數據質量控制及管線數據庫管理系統建立的方法做了闡述。地下管線現已成為城市經濟發展與居民生活的生命線，其新建與改造規模正日益擴大，今后有必要進行地下管線的動態管理，定期探查變化，及時更新數據，以確保信息具有較強的現勢性，為城市合理規劃建設提供依據。

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TU990.3

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2016-03-18

楊建強（1984-），男，上海人，工程師，從事工程測量工作。